碰撞理论与反应速率

绪言人民教育出版社选修4化学反应原理化学反应是怎样发生的，经历的过程，遵循的规律，如何有效去控制生产和化学污染……，只有解决好这些，才能使化学研究和化学工业生产获得最高的效益！这就是学习化学反应原理的目的旧化学键断裂和新化学键形成的过程,是原子间的重新组合。化学反应的本质：知识回忆1H2+Cl2===2HCl光2H2+O2===2H2O科学探究2试从化学反应的本质说明该反应过程:实际上在化学键断裂前,首先发生的是反应物分子间的碰撞.化学反应要发生,首先反应物分子要相互碰撞,然后是化学键断裂和形成.NO2+CO===NO+CO2一、碰撞理论NOCO2NO2CO碰撞将H2、O2混合，在室温条件下可以稳定存在数百年。这是否说明了H2、O2分子只要相互碰撞就发生反应呢？科学探究常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。有效碰撞碰撞发生化学反应无效碰撞未发生化学反应1、有效碰撞引起分子间发生化学反应的碰撞。1）发生碰撞的分子具有较高的能量。2）分子在一定的方向上发生碰撞。发生有效碰撞的条件活化分子2、活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子注：发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。Why?与碰撞的角度有关①吸收外界能量（如加热、光照等）②分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子。活化分子具有的高能量从何而来?活化分子高出反应物分子平均能量的部分活化能解释问题1、为什么可燃物有氧气存在时，还必须达到着火点才能燃烧？能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量该反应是吸热反应还是放热反应?活化能与反应热有关吗?反应热3、活化能活化能的大小是由反应物分子的自身性质决定的！活化能越小则一般分子成为活化分子越容易。碰撞有效碰撞活化分子活化能就下列的每个词说句话，试试看：常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞才是发生化学反应的充分条件。具有足够的能量能发生有效碰撞的分子叫活化分子。活化分子间要发生有效碰撞，还要有合适的取向。活化分子所多出的那部分能量叫活化能。在相同条件下，反应的活化能越大，则该反应的速率越小。一个反应要发生一般经历哪些过程？普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物质能量•单位时间内的有效碰撞次数越多，反应速率越快。•单位体积内反应物中活化分子数越多，有效碰撞次数越多二、有效碰撞与反应速率的关系单位体积内反应物中活化分子数越多，反应速率越快。思考：哪些措施可以使单位体积内活化分子数增多？1、增大反应物浓度，使单位体积内活化分子数增多2、供给能量，使非活化分子吸收能量转为活化分子3、降低活化能，使更多非活化分子能量因达到活化能而变为活化分子增大浓度、增大压强升高温度使用催化剂•对某一反应来说,在一定条件下,反应物中活化分子的百分数是一定的.•单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的总数(浓度)成正比.各因素原理解释——浓度•反应物浓度增大,单位体积内活化分子的数目增多,有效碰撞几率提高,反应速率增大.压强对反应速率的影响•对于气体反应:增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,反应速率加快.•对于只有固体或液体参加的反应,压强的变化对反应速率的影响可以忽略不计.•一方面,升高温度使分子获得更高的能量,活化分子百分数提高;•另一方面,升高温度,使分子间碰撞频率提高.各因素原理解释——温度•有效碰撞几率提高,反应速率增大.•改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低•提高了反应体系中活化分子百分数各因素原理解释——催化剂•加入正催化剂,有效碰撞几率提高,反应速率增大.能量反应过程生成物反应物反应热E1E2活化分子加了催化剂没加催化剂练习1.实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜催化剂（填：是、不是）。2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾催化剂（填：是、不是）。不是不是练习3.是发生化学反应的必要条件，是发生化学反应的充分条件。4.活化分子指的是能够。5.活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的，活化能的大小不影响，活化能的作用在于使。6.常用的提供活化能的方法有等。碰撞有效碰撞发生有效碰撞的分子难易反应前后的能量变化反应物活化加热、光照、超声波、核辐射、外加碰场随堂练习1、下列说法错误的是A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应E.能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量F.活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量G.使用催化剂能改变分子的活化能H.催化剂能使不起反应的物质间发生反应√√√2、填写下表：影响外界条件改变单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用催化剂增加增加不变增加加快不变不变不变增加加快不变增加增加增加加快不变增加增加增加加快